TEDYouth 2013
Henry Lin: What we can learn from galaxies far, far away
Генрі Лін: Чого нас можуть навчити далекі галактики
Filmed:
Readability: 4
1,400,407 views
У веселій, захопливій промові підліток Генрі Лін розглядає дещо неочікуване на небі: віддалені скупчення галактик. Вивчаючи властивості найбільших утворень всесвіту, за словами переможця наукового форуму Intel Science, ми можемо багато дізнатися про наукові таємниці нашого світу та галактики.
Henry Lin - Student scientist
At 17, Henry Lin won an Intel Foundation Young Scientist Award for his mathematical models of distant galaxy clusters. Full bio
At 17, Henry Lin won an Intel Foundation Young Scientist Award for his mathematical models of distant galaxy clusters. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
Ocь декілька зображень скупчень галактик.
00:12
Here are some images of clusters of galaxies.
0
934
3334
00:16
They're exactly what they sound like.
1
4268
1833
Вони є саме такими, якими здаються.
00:18
They are these huge collections of galaxies,
2
6101
2553
Це величезні колекції галактик, зв'язані
00:20
bound together by their mutual gravity.
3
8654
2255
одна з одною взаємною гравітацією.
00:22
So most of the points that you see on the screen
4
10909
2662
Таким чином, більшість крапок на екрані -
00:25
are not individual stars,
5
13571
2529
не індивідуальні зірки,
00:28
but collections of stars, or galaxies.
6
16100
2836
а колекції зірок чи галактик.
00:30
Now, by showing you some of these images,
7
18936
2331
Показуючи вам деякі з цих зображень,
00:33
I hope that you will quickly see that
8
21267
1747
сподіваюсь, що ви швидко побачите,
00:35
galaxy clusters are these beautiful objects,
9
23014
2680
що скупчення галактик - це більше,
00:37
but more than that,
10
25694
1493
ніж просто прекрасні об'єкти;
00:39
I think galaxy clusters are mysterious,
11
27187
2663
я вважаю, що вони таємничі,
00:41
they are surprising,
12
29850
1553
вони дивовижні
00:43
and they're useful.
13
31403
1417
і корисні.
00:44
Useful as the universe's most massive laboratories.
14
32820
3531
Корисні, як наймасивніші лабораторії всесвіту.
00:48
And as laboratories, to describe galaxy clusters
15
36351
3636
Оскільки це - лабораторії, описи скупчень галактик -
00:51
is to describe the experiments
16
39987
1865
це описи дослідів,
00:53
that you can do with them.
17
41852
1553
які можна з ними проводити.
00:55
And I think there are four major types,
18
43405
2280
Я думаю, що є чотири головні типи,
00:57
and the first type that I want to describe
19
45685
2584
і перший тип, який я хочу описати,
01:00
is probing the very big.
20
48269
2219
є найбільшим скупченням.
01:02
So, how big?
21
50488
1695
Наскільки більшим?
01:04
Well, here is an image of a particular galaxy cluster.
22
52183
4251
Ну, ось зображення специфічного скупчення галактик.
01:08
It is so massive that the light passing through it
23
56434
2969
Воно настільки масивне, що світло, яке проходить через нього,
01:11
is being bent, it's being distorted
24
59403
2615
заломлюється, спотворюється
01:14
by the extreme gravity of this cluster.
25
62018
2509
його екстремальною гравітацією.
01:16
And, in fact, if you look very carefully
26
64527
1804
І якщо подивитись дуже уважно,
01:18
you'll be able to see rings around this cluster.
27
66331
2700
можна побачити кільця навколо цього скупчення.
01:21
Now, to give you a number,
28
69031
1549
Щоб ви собі це краще уявили, назву одне число.
01:22
this particular galaxy cluster
29
70580
1783
Це конкретне скупчення галактик
01:24
has a mass of over one million billion suns.
30
72363
4208
має масу більше одного мільйона мільярдів мас Сонця.
01:28
It's just mind-boggling how
massive these systems can get.
massive these systems can get.
31
76571
3313
Справді неймовірно, якими
масивними ці системи можуть бути.
масивними ці системи можуть бути.
01:31
But more than their mass,
32
79884
1501
Але окрім великої маси
01:33
they have this additional feature.
33
81385
1974
вони мають додаткову особливість.
01:35
They are essentially isolated systems,
34
83359
2344
Вони, по суті, ізольовані системи,
01:37
so if we like, we can think of them
35
85703
2222
і ми б могли вважати їх
01:39
as a scaled-down version of the entire universe.
36
87925
3270
зменшеною версією цілого всесвіту.
01:43
And many of the questions that we might have
37
91195
2002
На багато питань, що можуть виникати у нас
01:45
about the universe at large scales,
38
93197
1968
про всесвіт у великих масштабах,
01:47
such as, how does gravity work?
39
95165
1915
наприклад, як працює гравітація,
01:49
might be answered by studying these systems.
40
97080
3032
можна було б відповісти, вивчаючи дані системи.
01:52
So that was very big.
41
100112
1333
Ця була дуже велика.
01:53
The second things is very hot.
42
101445
1885
Другий тип - дуже гаряча.
01:55
Okay, if I take an image of a galaxy cluster,
43
103330
2783
Добре, якщо я візьму зображення скупчення галактик
01:58
and I subtract away all of the starlight,
44
106113
2917
і заберу все світло зірок,
02:01
what I'm left with is this big, blue blob.
45
109030
2795
я залишуся з цією великою, синьою ляпкою.
02:03
This is in false color.
46
111825
1485
Це - не справжній колір.
02:05
It's actually X-ray light that we're seeing.
47
113310
2349
Насправді, ми бачимо рентгенівське світло.
02:07
And the question is, if it's not galaxies,
48
115659
2661
І питання в тому, якщо не галактика,
02:10
what is emitting this light?
49
118320
2199
тоді що випромінює це світло?
02:12
The answer is hot gas,
50
120519
1900
Відповідь - гарячий газ.
02:14
million-degree gas --
51
122419
1823
Газ, що має мільйони градусів,
02:16
in fact, it's plasma.
52
124242
1657
насправді - це плазма.
02:17
And the reason why it's so hot
53
125899
1659
І причина того, чому він такий гарячий,
02:19
goes back to the previous slide.
54
127558
1980
знаходиться на попередньому слайді.
02:21
The extreme gravity of these systems
55
129538
2740
Екстремальна гравітація цих систем
02:24
is accelerating particles of gas to great speeds,
56
132278
3042
прискорює частки газу до великих швидкостей,
02:27
and great speeds means great temperatures.
57
135320
2582
що призводить до високих температур.
02:29
So this is the main idea,
58
137902
1719
Це основна ідея,
02:31
but science is a rough draft.
59
139621
2366
але наука є грубим нарисом.
02:33
There are many basic properties about this plasma
60
141987
2551
Ця плазма володіє багатьма основними властивостями,
02:36
that still confuse us,
61
144538
1698
які досі плутають нас,
02:38
still puzzle us,
62
146236
1333
досі спантеличують нас,
02:39
and still push our understanding
63
147569
2086
і досі штовхають нас до розуміння
02:41
of the physics of the very hot.
64
149655
2039
фізики дуже гарячих тіл.
02:43
Third thing: probing the very small.
65
151694
3427
Третій тип - дослідження дуже маленьких тіл.
02:47
Now, to explain this, I need to tell you
66
155121
2846
Змушений вам дещо пояснити, і розповісти
02:49
a very disturbing fact.
67
157967
2020
один тривожний факт.
02:51
Most of the universe's matter
68
159987
2790
Більша частина всесвіту
02:54
is not made up of atoms.
69
162777
1811
не складається з атомів.
02:56
You were lied to.
70
164588
1950
Вас обманювали.
02:58
Most of it is made up of something
very, very mysterious,
very, very mysterious,
71
166538
3127
Більша його частина складається з дечого
дуже, дуже загадкового,
дуже, дуже загадкового,
03:01
which we call dark matter.
72
169665
2122
що ми називаємо темною матерією.
03:03
Dark matter is something that
doesn't like to interact very much,
doesn't like to interact very much,
73
171787
3667
Темна матерія - це щось,
що не надто любить вступати в взаємодію,
що не надто любить вступати в взаємодію,
03:07
except through gravity,
74
175454
1668
окрім як через гравітацію,
03:09
and of course we would like to learn more about it.
75
177122
1612
тож, звісно, ми б хотіли дізнатись про це більше.
03:10
If you're a particle physicist,
76
178734
1543
Якби ви були молекулярним фізиком,
03:12
you want to know what happens
when we smash things together.
when we smash things together.
77
180277
2509
ви б хотіли знати, що трапляється,
коли ми зіштовхуємо предмети один з одним.
коли ми зіштовхуємо предмети один з одним.
03:14
And dark matter is no exception.
78
182786
1990
Темна матерія не є винятком.
03:16
Well, how do we do this?
79
184776
1660
Як ми це робимо?
03:18
To answer that question,
80
186436
1491
Щоб відповісти на це питання,
03:19
I'm going to have to ask another one,
81
187927
1393
я поставлю вам інше:
03:21
which is, what happens when galaxy clusters collide?
82
189320
3166
що відбувається при зіткненні скупчень галактик?
03:24
Here is an image.
83
192486
2310
Ось ілюстрація.
03:26
Since galaxy clusters are representative
84
194796
3191
Оскільки скупчення галактик є репрезентативними
03:29
slices of the universe, scaled-down versions.
85
197987
3124
частинами всесвіту, його зменшеною версією.
03:33
They are mostly made up of dark matter,
86
201111
2123
Вони, в основному, складаються з темної матерії.
03:35
and that's what you see in this bluish purple.
87
203234
2553
Це те, що ви бачите в цьому синювато-багряному кольорі.
03:37
The red represents the hot gas,
88
205787
1617
Червоний зображує гарячий газ,
03:39
and, of course, you can see many galaxies.
89
207404
1967
і, звичайно, ви можете побачити багато галактик.
03:41
What's happened is a particle accelerator
90
209371
2365
Те, що трапилось, - це часткове пришвидшення
03:43
at a huge, huge scale.
91
211736
1891
у величезному масштабі.
03:45
And this is very important,
92
213627
1777
І це дуже важливо,
03:47
because what it means is that very, very small
93
215404
1883
тому що це означає, що дуже, дуже маленькі
03:49
effects that might be difficult to detect in the lab,
94
217287
3084
впливи, які важко ідентифікувати в лабораторії,
03:52
might be compounded and compounded
95
220371
2179
можуть бути настільки значними,
03:54
into something that we could
possibly observe in nature.
possibly observe in nature.
96
222550
3809
що ми можемо спостерігати їх у природі.
03:58
So, it's very funny.
97
226359
1512
Це цікавий факт.
03:59
The reason why galaxy clusters
98
227871
1948
Причиною того, чому скупчення галактик
04:01
can teach us about dark matter,
99
229819
1666
можуть дати нам знання про темну матерію,
04:03
the reason why galaxy clusters
100
231485
1750
причиною того, чому скупчення галактик
04:05
can teach us about the physics of the very small,
101
233235
2553
можуть дати нам знання про фізику малих частинок,
04:07
is precisely because they are so very big.
102
235788
3031
є саме їхній великий розмір.
04:10
Fourth thing: the physics of the very strange.
103
238819
4085
Четвертий тип - фізика дуже дивних явищ.
04:14
Certainly what I've said so far is crazy.
104
242904
3050
Безперечно, те, що я тільки-но сказав, є дивним.
04:17
Okay, if there's anything stranger
105
245954
2283
Якщо існує що-небудь дивне,
04:20
I think it has to be dark energy.
106
248237
2417
то це, на мою думку, темна енергія.
04:22
If I throw a ball into the air,
107
250654
1717
Якщо я підкину м'яч у повітря,
04:24
I expect it to go up.
108
252371
1798
то очікую, що він полетить угору.
04:26
What I don't expect is that it go up
109
254169
2124
І не очікую, що він летітиме угору
04:28
at an ever-increasing rate.
110
256293
2166
із постійно наростаючою швидкістю.
04:30
Similarly, cosmologists understand why
111
258459
2745
Подібно до цього космологи розуміють, чому
04:33
the universe is expanding.
112
261204
1582
всесвіт розширюється.
04:34
They don't understand why it's expanding
113
262786
2168
Але не розуміють, чому він розширюється
04:36
at an ever-increasing rate.
114
264954
1938
із постійно наростаючою швидкістю.
04:38
They give the cause of this
115
266892
1678
Вони назвали причину
04:40
accelerated expansion a name,
116
268570
1592
пришвидшеного розширення
04:42
and they call it dark energy.
117
270162
1884
темною енергією.
04:44
And, again, we want to learn more about it.
118
272046
2688
І знову ж таки, ми хочемо дізнатися про це більше.
04:46
So, one particular question that we have is,
119
274734
2387
Тут виникає одне питання,
04:49
how does dark energy affect the universe
120
277121
2695
як темна енергія впливає на всесвіт
04:51
at the largest scales?
121
279816
1618
у великих масштабах?
04:53
Depending on how strong it is,
122
281434
1459
Залежно від того, наскільки вона сильна,
04:54
maybe structure forms faster or slower.
123
282893
3261
можливо, структура формується швидше або повільніше.
04:58
Well, the problem with the large-scale structure
124
286154
2549
Проблема із великомасштабною структурою
05:00
of the universe is that it's horribly complicated.
125
288703
2338
всесвіту в тому, що вона з біса складна.
05:03
Here is a computer simulation.
126
291041
2329
Ось комп'ютерна симуляція.
05:05
And we need a way to simplify it.
127
293370
2128
І нам потрібно якось спростити її.
05:07
Well, I like to think about this using an analogy.
128
295498
3571
Мені подобається тут думати за принципом аналогії.
05:11
If I want to understand the sinking of the Titanic,
129
299069
2718
Якщо я хочу зрозуміти причину затоплення "Титаніка",
05:13
the most important thing to do
130
301787
1666
найважливіше
05:15
is not to model the little positions
131
303453
1781
не змоделювати розташування
05:17
of every single little piece of the boat that broke off.
132
305234
2921
кожнісінького предмета на кораблі, який затонув,
05:20
The most important thing to do is
133
308155
1665
а важливо
05:21
to track the two biggest parts.
134
309820
2001
відслідкувати дві найбільші частини.
05:23
Similarly, I can learn a lot about the universe
135
311821
3832
Подібно до цього, я можу дізнатися про всесвіт
05:27
at the largest scales
136
315653
1467
у великому масштабі,
05:29
by tracking its biggest pieces
137
317120
1751
відслідковуючи його найбільші частини,
05:30
and those biggest pieces are clusters of galaxies.
138
318871
3991
а ними є скупчення галактик.
05:34
So, as I come to a close,
139
322862
2956
Тож підходжу до заключної частини виступу,
05:37
you might feel slightly cheated.
140
325818
2002
вам може видатися, що вас злегка обманули.
05:39
I mean, I began by talking about
141
327820
2250
Бо я почав говорити про те,
05:42
how galaxy clusters are useful,
142
330070
2083
які корисні скупчення галактик,
05:44
and I've given some reasons,
143
332153
1500
і назвав кілька причин.
05:45
but what is their use really?
144
333653
2600
Але яка їхня користь насправді?
05:48
Well, to answer this,
145
336253
2117
Щоб відповісти на це питання,
05:50
I want to give you a quote by Henry Ford
146
338370
2616
процитую Генрі Форда,
05:52
when he was asked about cars.
147
340986
1486
коли його спитали про машини,
05:54
He had this to say:
148
342472
1359
він сказав:
05:55
"If I had asked people what they wanted,
149
343831
2289
"Якби я питав людей, чого вони хочуть,
05:58
they would have said faster horses."
150
346120
2783
вони б сказали, що хочуть швидших коней".
06:00
Today, we as a society are faced
151
348903
2501
Сьогодні, ми, як суспільство, стикаємося
06:03
with many, many difficult problems.
152
351404
2218
з багатьма-багатьма складними проблемами.
06:05
And the solutions to these
problems are not obvious.
problems are not obvious.
153
353622
3831
І рішення цих проблем не є очевидними.
06:09
They are not faster horses.
154
357453
2167
Це вам не швидші коні.
06:11
They will require an enormous amount of
155
359620
2242
Вони вимагають неймовірної
06:13
scientific ingenuity.
156
361862
1706
наукової винахідливості.
06:15
So, yes, we need to focus,
157
363568
1586
Тож, так, нам потрібно зосередитися,
06:17
yes, we need to concentrate,
158
365154
1750
сконцентруватися,
06:18
but we also need to remember that
159
366904
1966
але також варто пам'ятати
06:20
innovation, ingenuity, inspiration --
160
368870
2835
про інновації, винахідливість, натхнення -
06:23
these things come
161
371705
1332
ці речі важливі,
06:25
when we broaden our field of vision
162
373037
1688
коли ми розширюємо свій кругозір,
06:26
when we step back
163
374725
1340
коли дивимося зі сторони,
06:28
when we zoom out.
164
376065
1349
коли розглядаємо щось в наближенні.
06:29
And I can't think of a better way to do this than
165
377414
1823
Не можу уявити кращого способу зробити це,
06:31
by studying the universe around us. Thanks.
166
379237
3755
аніж вивчаючи всесвіт довкола нас. Дякую.
06:34
(Applause)
167
382992
2949
(Оплески)
ABOUT THE SPEAKER
Henry Lin - Student scientistAt 17, Henry Lin won an Intel Foundation Young Scientist Award for his mathematical models of distant galaxy clusters.
Why you should listen
Henry Lin studies the very hot, very large and very strange -- that is, distant galaxy clusters. (Obviously.) Lin, who matriculated at Harvard University in the fall of 2013, thinks we can learn a lot about astrophysics by studying these giant celestial bodies. In early 2013 he won the Intel Foundation Young Scientist Award, the second-highest award at the Intel Science Fair, for his models of far-away galaxies. Lin is a graduate of Caddo Magnet High School in Shreveport, Louisiana.
Henry Lin | Speaker | TED.com